Фенотипическая стабильность регенерантных линий яровой мягкой пшеницы

Актуальность. В создании сортов с высоким адаптивным потенциалом сомаклональная изменчивость может стать основой для появления линий с отличающимся от донорных генотипов уровнем фенотипической стабильности. Цель исследования – определение применимости культур дедифференцированных клеток для получения форм с различным уровнем адаптивности.
Материалы и методы. Объектами исследования служили 10 регенерантных линий пшеницы, полученных на базе каллусной культуры, и генотипы, чьи незрелые зародыши послужили основой для ее формирования (доноры). Опыты проводили на делянках 1 м².
Результаты. Анализ данных по массе 1000 зерен и урожайности показал большую стабильность регенерантных линий от сорта ‘Новосибирская 15’, как агрономическую (s²_d, P_{i_масса1000}, P_{i_урожайность}), так и биологическую (σ²_САСi), по сравнению с донорным сортом. По данным GGE-biplot-анализа они отнесены к одной экологической нише и характеризуются близким к единице коэффициентом b_i. Находящиеся в противоположных нишах сорт ‘Таёжная’ и высокопродуктивная регенерантная линия РС(Таежная)3.6 занимали первые места в рейтинге по s²_d и σ²_САСi и отнесены к генотипам, хорошо переносящим неблагоприятные условия возделывания (b_i < 0,7). Регенерантные линии от высокоурожайной линии К-142-4 продемонстрировали большую вариабельность значений параметров стабильности, но в среднем были более требовательны к условиям культивирования, чем генотип сравнения – сорт ‘Минуса’. Регенерантная линия от этого сорта имела меньшую стабильность массы зерна.
Заключение. Культура дедифференцированных клеток служит источником образцов, значительно отличающихся по фенотипической стабильности как от своих донорных, так и от полученных в этой же клеточной культуре генотипов.

1. Боме Н.А., Вайсфельд Л.И., Бабаев Е.В., Боме А.Я., Колоколова Н.Н. Агробиологические признаки яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) при обработке семян химическим мутагеном фосфемидом. Сельскохозяйственная биология. 2017;52(3):570-579. DOI: 10.15389/agro biology. 2017.3.570rus

2. Cheshkova A. Stability analysis for agricultural research (Agrostab). 2019. URL: https://cran.r-project.org/web/packages/agrostab/agrostab.pdf [дата обращения: 05.05.2022].

3. Чешкова А.Ф., Гребенникова И.Г., Алейников А.Ф., Чанышев Д.И. Реализация методов оценки стабильности сортов сельскохозяйственных культур в пакете функций Agrostab программной среды R. Достижения науки и техники АПК. 2020a;34(7):91-96. DOI: 10.24411/0235-2451-2020-10716

4. Cheshkova A.F., Stepochkin P.I., Aleynikov A.F., Grebennikova I.G., Ponomarenko V.I. A comparison of statistical methods for assessing winter wheat grain yield stability. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2020b;24(3):267-275. DOI: 10.18699/VJ20.619

5. Eberhart S.A., Russell W.A. Stability parameters for comparing varieties. Crop Science. 1966;6(1):36-40. DOI: 10.2135/cropsci1966.0011183X000600010011x

6. Gauch H.G., Piepho H.P., Annicchiarico P. Statistical analysis of yield trials by AMMI and GGE: further considerations. Crop Science. 2008;48(3):866-889. DOI: 10.2135/cropsci2007.09.0513

7. Gubatov T., Delibaltova V. Evaluation of wheat varieties by the stability of grain yield in multienvironmental trails. Bulgarian Journal of Agricultural Science. 2020;26(2):384-394.

8. Хакимова А.Г., Фадеева И.Д., Газизов И.Н., Митрофанова О.П. Каталог мировой коллекции ВИР. Выпуск 925. Озимая мягкая пшеница (Triticum aestivum L.): Агробиологическая характеристика, адаптивная способность и стабильность образцов в условиях севера Среднего Поволжья / под ред. О.П. Митрофановой. Санкт-Петербург: ВИР; 2020. DOI: 10.30901/978-5-907145-53-5

9. Кильчевский А.В. Генетико-экологические основы селекции растений. Информационный вестник ВОГиС. 2005;9(4):518-526.

10. Крупин П.Ю., Дивашук М.Е., Карлов Г.И. Использование генетического потенциала многолетних дикорастущих злаков в селекционном улучшении пшеницы (обзор). Сельскохозяйственная биология. 2019;54(3):409-425. DOI: 10.15389/agrobiology.2019.3.409rus

11. Lin C.S., Binns M.R. A superiority measure of cultivar performance for cultivar × location data. Canadian Journal of Plant Science. 1988;68(1):193-198. DOI: 10.4141/cjps88-018

12. Lin C.S., Binns M.R., Lefkovitch L.P. Stability analysis: where do we stand? Crop Science. 1986;26(5):894-900. DOI: 10.2135/cropsci1986.0011183X002600050012x

13. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Москва: Колос; 1985.

14. Никитина Е.Д., Хлебова Л.П., Пронина Р.Д. Сомаклональная изменчивость in vitro как источник создания исходного материала для селекции мягкой пшеницы. Acta Biologica Sibirica. 2015;1(3-4):171-186.

15. Olivoto T., Lúcio A.D. metan: An R package for multi-environment trial analysis. Methods in Ecology and Evolution. 2020;11(6):783-789. DOI: 10.1111/2041-210X.13384

16. Pérez-Clemente R., Gómez-Cadenas A. In vitro tissue culture, a tool for the study and breeding of plants subjected to abiotic stress conditions. In: A. Leva, L.M.R. Rinaldi (eds). Recent Advances in Plant in vitro Culture. London: InTech; 2012. p.91-108. DOI: 10.5772/50671

17. Поползухина Н.А., Поползухин П.В., Гайдар А.А., Паршуткин Ю.Ю., Якунина Н.А. ‘Омская юбилейная’ – адаптивный сорт яровой мягкой пшеницы для Сибирского региона. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020;181(4):120-126. DOI 10.30901/2227-8834-2020-4-120-126

18. Pour-Aboughadareh A., Khalili M., Poczai P., Olivoto T. Stability indices to deciphering the genotype-by-environment interaction (GEI) effect: an applicable review for use in plant breeding programs. Plants. 2022;11(3):414. DOI: 10.3390/plants11030414

19. Рожанская О.А., Горшкова Е.М. Кyльтyра in vitro как источник биоразнообразия для селекции сои. Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2019;49(4):24-31. DOI: 10.26898/0370-8799-2019-4-3

20. Ступко В.Ю., Луговцова С.Ю., Зобова Н.В. Полевая оценка результативности создания in vitro стрессоустойчивых форм ячменя и пшеницы. Достижения науки и техники АПК. 2014;(6):11-14.

21. Terletskaya N.V., Stupko V.Yu., Altayeva N.A., Kudrina N.O., Blavachinskaya I.V., Kurmanbayeva M.S. et al. Photosynthetic activity of Triticum dicoccum × Triticum aestivum alloplasmic lines during vegetation in connection with productivity traits under varying moister conditions. Photosynthetica. 2021;59(1):74-83. DOI: 10.32615/ps.2021.003

22. Yan W., Kang M.S. GGE biplot analysis: a graphical tool for breeders, geneticists and agronomists. Boca Raton: CRC Press; 2003. DOI: 10.1201/9781420040371

23. Yan W., Kang M.S., Ma B., Woods S., Cornelius P.L. GGE biplot vs. AMMI analysis of genotype-by-environment data. Crop Science. 2007;47(2):643-653. DOI: 10.2135/cropsci2006.06.0374

24. Егорова Н.А., Ставцева И.В. Биотехнологические приемы получения форм шалфея, устойчивых к осмотическому стрессу in vitro. Экосистемы, их оптимизация и охрана. 2013;8(27):93-100.

25. Зобова Н.В., Луговцова С.Ю., Ступко В.Ю. Условия обеспечения эффективных процессов регенерации в культуре изолированных зародышей ячменя, пшеницы и овса. Вестник КрасГАУ. 2011;12(63):110-116.